/* Wokwi 元件配置:
*  HC-SR04 Ultrasonic Sensor (Trig: 2, Echo: 3) - 车位1
*  HC-SR04 Ultrasonic Sensor (Trig: 4, Echo: 5) - 车位2
*  HC-SR04 Ultrasonic Sensor (Trig: 6, Echo: 7) - 车位3
*  LCD I2C (0x27) - SDA: A4, SCL: A5
*  LED (红色) - 引脚: 8
*  LED (绿色) - 引脚: 9
*  Pushbutton (进入) - 引脚: 10
*  Pushbutton (离开) - 引脚: 11
*  Piezo Buzzer - 引脚: 12
*/

/* wokwi-libraries: wire */
/* wokwi-libraries: liquidcrystal-i2c */

#include <Wire.h>
#include <LiquidCrystal_I2C.h>

// 传感器引脚定义
#define TRIG1 2
#define ECHO1 3
#define TRIG2 4
#define ECHO2 5
#define TRIG3 6
#define ECHO3 7

// LED和按键引脚
#define RED_LED 8
#define GREEN_LED 9
#define ENTER_BTN 10
#define EXIT_BTN 11
#define BUZZER 12

// 系统参数
#define PARKING_SPACES 3
#define DISTANCE_THRESHOLD 20  // 距离阈值(cm)
#define HOURLY_RATE 5          // 每小时停车费

// 初始化LCD对象
LiquidCrystal_I2C lcd(0x27, 16, 2);  // 地址0x27，16列2行

// 车位状态结构体
struct ParkingSpace {
  int trigPin;
  int echoPin;
  bool occupied;
  unsigned long entryTime;
};

ParkingSpace spaces[PARKING_SPACES] = {
  {TRIG1, ECHO1, false, 0},
  {TRIG2, ECHO2, false, 0},
  {TRIG3, ECHO3, false, 0}
};

int availableSpaces = PARKING_SPACES;
unsigned long totalRevenue = 0;

// ================== 函数前向声明 ==================
// 解决"was not declared in this scope"错误
void updateLEDs();
void displayStatus();
void vehicleEnter();
void vehicleExit();
void checkParkingSpaces();
bool isVehiclePresent(int trigPin, int echoPin);
// =================================================

void setup() {
  // 初始化串口通信
  Serial.begin(115200);
  
  // 初始化超声波传感器引脚
  for (int i = 0; i < PARKING_SPACES; i++) {
    pinMode(spaces[i].trigPin, OUTPUT);
    pinMode(spaces[i].echoPin, INPUT);
    digitalWrite(spaces[i].trigPin, LOW);
  }
  
  // 初始化LED
  pinMode(RED_LED, OUTPUT);
  pinMode(GREEN_LED, OUTPUT);
  digitalWrite(RED_LED, LOW);
  digitalWrite(GREEN_LED, LOW);
  
  // 初始化按钮
  pinMode(ENTER_BTN, INPUT_PULLUP);
  pinMode(EXIT_BTN, INPUT_PULLUP);
  
  // 初始化蜂鸣器
  pinMode(BUZZER, OUTPUT);
  digitalWrite(BUZZER, LOW);
  
  // 初始化LCD
  Wire.begin();
  lcd.init();
  lcd.backlight();
  lcd.clear();
  
  // 初始状态显示
  updateLEDs();
  displayStatus();
  
  Serial.println("智能停车场系统初始化完成");
  Serial.println("使用串口监视器查看状态 (波特率: 115200)");
}

void loop() {
  // 检测所有车位状态
  checkParkingSpaces();
  
  // 处理进入车辆
  if (digitalRead(ENTER_BTN) == LOW) {
    delay(50); // 消抖
    if (digitalRead(ENTER_BTN) == LOW) {
      vehicleEnter();
      // 等待按钮释放
      while(digitalRead(ENTER_BTN) == LOW) delay(10);
    }
  }
  
  // 处理离开车辆
  if (digitalRead(EXIT_BTN) == LOW) {
    delay(50); // 消抖
    if (digitalRead(EXIT_BTN) == LOW) {
      vehicleExit();
      // 等待按钮释放
      while(digitalRead(EXIT_BTN) == LOW) delay(10);
    }
  }
  
  // 每2秒更新显示
  static unsigned long lastUpdate = 0;
  if (millis() - lastUpdate > 2000) {
    displayStatus();
    lastUpdate = millis();
  }
}

// 检测车位状态
void checkParkingSpaces() {
  for (int i = 0; i < PARKING_SPACES; i++) {
    bool currentState = spaces[i].occupied;
    bool newState = isVehiclePresent(spaces[i].trigPin, spaces[i].echoPin);
    
    // 仅当状态改变时更新
    if (currentState != newState) {
      spaces[i].occupied = newState;
      
      if (newState) {
        spaces[i].entryTime = millis();
        Serial.print("车位 ");
        Serial.print(i+1);
        Serial.println(": 车辆停入");
      } else {
        Serial.print("车位 ");
        Serial.print(i+1);
        Serial.println(": 车辆离开");
      }
      
      // 更新可用车位计数
      availableSpaces += newState ? -1 : 1;
      updateLEDs();
    }
  }
}

// 超声波检测函数
bool isVehiclePresent(int trigPin, int echoPin) {
  // 发送10微秒脉冲
  digitalWrite(trigPin, HIGH);
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(trigPin, LOW);
  
  // 测量回声时间
  long duration = pulseIn(echoPin, HIGH, 30000); // 30ms超时
  
  // 计算距离 (cm)
  float distance = duration * 0.034 / 2;
  
  // 返回检测结果
  return (distance > 0 && distance < DISTANCE_THRESHOLD);
}

// 更新LED状态
void updateLEDs() {
  if (availableSpaces == 0) {
    digitalWrite(RED_LED, HIGH);
    digitalWrite(GREEN_LED, LOW);
  } else {
    digitalWrite(RED_LED, LOW);
    digitalWrite(GREEN_LED, HIGH);
  }
}

// 车辆进入处理
void vehicleEnter() {
  if (availableSpaces > 0) {
    // 更新显示
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("欢迎光临!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("剩余车位: ");
    lcd.print(availableSpaces);
    
    // 播放提示音
    tone(BUZZER, 1000, 200);
    delay(300);
    tone(BUZZER, 1500, 200);
    
    Serial.println("车辆进入停车场");
  } else {
    // 车位已满
    lcd.clear();
    lcd.setCursor(0, 0);
    lcd.print("车位已满!");
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("请稍后再来");
    
    // 播放错误音
    tone(BUZZER, 300, 1000);
    
    Serial.println("尝试进入但车位已满");
  }
  delay(2000);
  displayStatus();
}

// 车辆离开处理
void vehicleExit() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("谢谢惠顾!");
  
  // 查找有车的车位
  int occupiedSpace = -1;
  for (int i = 0; i < PARKING_SPACES; i++) {
    if (spaces[i].occupied) {
      occupiedSpace = i;
      break;
    }
  }
  
  if (occupiedSpace != -1) {
    // 计算停车时间和费用
    unsigned long parkTime = millis() - spaces[occupiedSpace].entryTime;
    unsigned long seconds = parkTime / 1000;
    int hours = seconds / 3600;
    int minutes = (seconds % 3600) / 60;
    
    // 计费规则：不足1小时按1小时计算
    int fee = (hours + (minutes > 0 ? 1 : 0)) * HOURLY_RATE;
    
    // 显示费用
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("费用: $");
    lcd.print(fee);
    
    // 更新总收入
    totalRevenue += fee;
    
    // 释放车位
    spaces[occupiedSpace].occupied = false;
    availableSpaces++;
    updateLEDs();
    
    // 串口输出
    Serial.print("车辆离开，停车时间: ");
    Serial.print(hours);
    Serial.print("小时 ");
    Serial.print(minutes);
    Serial.print("分钟，费用: $");
    Serial.println(fee);
  } else {
    // 没有车辆
    lcd.setCursor(0, 1);
    lcd.print("无车辆离开");
    Serial.println("离开按钮按下，但无车辆停放");
  }
  
  // 播放提示音
  tone(BUZZER, 1500, 200);
  delay(300);
  tone(BUZZER, 1000, 200);
  
  delay(3000);
  displayStatus();
}

// 显示系统状态
void displayStatus() {
  lcd.clear();
  lcd.setCursor(0, 0);
  lcd.print("可用: ");
  lcd.print(availableSpaces);
  lcd.print("/");
  lcd.print(PARKING_SPACES);
  
  lcd.setCursor(0, 1);
  lcd.print("收入: $");
  lcd.print(totalRevenue);
}